EP4344995A1 - Aeronef muni d'un moteur et d'un conduit d'échappement draine autour d'une tuyère d'éjection du moteur - Google Patents

Aeronef muni d'un moteur et d'un conduit d'échappement draine autour d'une tuyère d'éjection du moteur Download PDF

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EP4344995A1
EP4344995A1 EP23191037.3A EP23191037A EP4344995A1 EP 4344995 A1 EP4344995 A1 EP 4344995A1 EP 23191037 A EP23191037 A EP 23191037A EP 4344995 A1 EP4344995 A1 EP 4344995A1
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EP
European Patent Office
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engine
aircraft
guide
engine compartment
exhaust duct
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EP23191037.3A
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German (de)
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EP4344995B1 (fr
Inventor
Guillaume LEGRAS
Patrick FORT
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Airbus Helicopters SAS
Original Assignee
Airbus Helicopters SAS
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Publication date
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    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C1/00—Fuselages; Constructional features common to fuselages, wings, stabilising surfaces or the like
    • B64C1/14—Windows; Doors; Hatch covers or access panels; Surrounding frame structures; Canopies; Windscreens accessories therefor, e.g. pressure sensors, water deflectors, hinges, seals, handles, latches, windscreen wipers
    • B64C1/1407—Doors; surrounding frames
    • B64C1/1453—Drain masts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D33/00—Arrangement in aircraft of power plant parts or auxiliaries not otherwise provided for
    • B64D33/04—Arrangement in aircraft of power plant parts or auxiliaries not otherwise provided for of exhaust outlets or jet pipes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/30—Exhaust heads, chambers, or the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/24—Heat or noise insulation
    • F02C7/25—Fire protection or prevention
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D45/00—Aircraft indicators or protectors not otherwise provided for
    • B64D2045/009—Fire detection or protection; Erosion protection, e.g. from airborne particles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/32—Collecting of condensation water; Drainage ; Removing solid particles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/60—Fluid transfer
    • F05D2260/602—Drainage
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16N—LUBRICATING
    • F16N31/00—Means for collecting, retaining, or draining-off lubricant in or on machines or apparatus
    • F16N31/002—Drain pans
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/10—Applications
    • G10K2210/128—Vehicles
    • G10K2210/1281—Aircraft, e.g. spacecraft, airplane or helicopter

Definitions

  • the present invention relates to an aircraft equipped with an engine and an exhaust duct drained around an engine ejection nozzle.
  • An aircraft for example a rotorcraft, may include an engine which expels combustion gases through an exhaust nozzle.
  • the engine is usually housed in a compartment of the aircraft called the “engine compartment”.
  • the engine compartment can be delimited by one or more firewalls and/or at least one cowling.
  • the aircraft can then include an exhaust duct open to the engine compartment and to an environment outside the aircraft.
  • This exhaust duct locally surrounds the ejection nozzle. This exhaust duct can make it possible to mix the combustion gases coming from the ejection nozzle of an engine with fresh air coming from the engine compartment and/or to direct the gases towards preferential zones.
  • unburned fuel may be ejected into the exhaust nozzle. Depending on the pitch and/or roll attitude of the aircraft, this unburned fuel can then fall by gravity into the exhaust duct and then into the engine compartment.
  • the walls of the engine compartment may reach relatively high temperatures.
  • the presence of fuel on these hot walls and air in the engine compartment can create a risk of fire.
  • an engine compartment may be drained to remove any flammable liquid from the engine compartment.
  • the document EP 3 932 801 A1 describes an aircraft equipped with an engine compartment.
  • the engine compartment is delimited in particular by a fireproof mechanical floor having a funnel shape.
  • This funnel shape converges towards at least one internal collection point.
  • Such a collection point may include an orifice opening onto a drainage pipe.
  • the document EP 3798113 A1 is distanced from the invention by describing an aircraft propulsion system.
  • This propulsion system includes a nacelle housing an engine and a drainage system.
  • the drainage system includes drainage piping configured to direct fluid leaking from an engine component to a reservoir.
  • a source of pressurized liquid is used to pressurize the tank and direct the liquid to an outlet piping.
  • the turbomachine comprises an exhaust casing between a turbine and an ejection nozzle of the turbomachine.
  • the exhaust casing is surrounded by a nacelle by which the turbomachine is attached to an aircraft.
  • the exhaust casing includes an inner ring and an outer ring linked to each other by a plurality of structural arms.
  • the external crown comprises at least one liquid evacuation orifice opening onto a liquid collector.
  • the present invention aims to propose an innovative aircraft equipped with an engine housed in an engine compartment to prevent fuel runoff into the engine compartment in the event of failure to start the engine.
  • the invention relates to an aircraft provided with an engine compartment, said aircraft comprising an engine housed at least partially in the engine compartment, the engine comprising an ejection nozzle for at least ejecting gases, said aircraft comprising an exhaust duct arranged around the ejection nozzle, the exhaust duct having an open end opening into the engine compartment.
  • the aircraft includes a drainage device comprising a guide for collecting liquid flowing along the exhaust conduit and escaping from the exhaust conduit through said end.
  • the engine is provided with an ejection nozzle, this ejection nozzle extending partly into an exhaust duct of the aircraft.
  • the ejection nozzle can extend an engine block of the engine to evacuate gases leaving this engine block.
  • the exhaust duct is therefore in fact independent of the engine and is located outside the engine. This exhaust duct is therefore not comparable to an internal part of an engine.
  • the exhaust duct can be located outside the engine compartment, the ejection nozzle passing through a wall delimiting the engine compartment to reach the space delimited by the exhaust duct.
  • the ejection nozzle may not be in contact with the exhaust duct.
  • the guide makes it possible to collect a liquid which possibly flows into the exhaust pipe going towards the engine compartment.
  • unburned fuel may be expelled into the ejection nozzle and may fall into the exhaust tract by gravity.
  • This exhaust duct is a secondary nozzle, and is not to be confused with an aircraft engine nacelle. Therefore, depending on the inclination of the aircraft in pitch and/or roll, the unburned fuel can flow towards the engine compartment by sliding by gravity along a peripheral wall of the exhaust duct.
  • the guide collects this unburned fuel as it exits through the end of the exhaust pipe.
  • the fuel is thus channeled before streaming down the walls of the engine compartment, or is even evacuated into a predetermined area. Therefore, the risks of unburned fuel running into the engine compartment are reduced.
  • the invention can limit the risks of unwanted runoff, in particular following a failure to start the engine for example in cold weather.
  • the invention also turns out to be relatively simple and can be easily implemented on an existing aircraft equipped with an exhaust duct around a nozzle of an engine.
  • the aircraft may also include one or more of the following characteristics.
  • the guide can be arranged following said end facing a liquid flowing from the conduit exhaust towards the guide, the guide collecting by gravity the liquid escaping from the exhaust conduit through said end for predetermined roll and pitch angles of the aircraft.
  • the liquid, and where applicable the fuel flowing along the exhaust pipe, is thus collected before trickling down the walls of the engine compartment.
  • the guide can be located in the engine compartment.
  • the guide can have a shape distinct from an annular shape. The guide then does not extend 360 degrees around an axis.
  • the guide can be attached to the end or can extend partly under the end, or even can extend partly under the end by being placed against a wall delimiting the engine compartment and carrying the exhaust duct.
  • the guide may include a gutter delimiting a harvesting space, said harvesting space being configured to collect said liquid.
  • the term “gutter” designates a receptacle capable of collecting the liquid escaping from the exhaust conduit through its end.
  • the gutter collects by gravity a liquid flowing down the exhaust duct, to convey it to a predetermined area, in particular for predetermined attitude angles of the aircraft.
  • the gutter can be fixed to the exhaust duct, for example via means of bonding, riveting, screwing and/or via welding.
  • the gutter can form a single piece with the exhaust duct.
  • the gutter can be fixed to a wall delimiting the engine compartment, for example via means of bonding, riveting, screwing and/or via welding.
  • the drainage device can comprise at least one evacuation orifice, opening out if necessary into the harvesting space, to evacuate the liquid.
  • the guide can thus make it possible to collect the liquid flowing in the exhaust duct towards the engine compartment, then evacuates it into a predetermined non-dangerous zone via at least one evacuation port.
  • the guide may include a gutter
  • the evacuation port can be provided on the gutter.
  • the gutter directs by gravity a liquid flowing down the exhaust duct, towards the evacuation orifice, in particular for predetermined aircraft attitude angles.
  • the drainage device may include evacuation piping, for example rigid and/or opening onto the guide.
  • piping refers to equipment that may include one or more pipes.
  • rigid means that the drain piping cannot be twisted manually.
  • the liquid can then be evacuated to a non-dangerous area or even outside the aircraft via at least the evacuation piping.
  • the guide may include a gutter
  • the evacuation piping can be fixed to the gutter, or even can carry the gutter.
  • the drainage device may include conventional fixing members for securing the drainage piping relative to a structure of the aircraft.
  • the evacuation piping may lead directly to a non-dangerous area or even outside the aircraft.
  • the aircraft may include a drainage system for draining the engine compartment, the drain piping may lead to the drainage system.
  • the drainage device can thus make it possible to evacuate the unburned fuel present in the exhaust duct using the drainage system of the engine compartment, but without runoff into the engine compartment.
  • the evacuation piping can lead to the drainage system by being connected to this existing drainage system.
  • the evacuation piping can open above an orifice of such an existing drainage system to direct the drained liquid into the drainage system by gravity.
  • the invention also relates to a method of protection against a risk of fire of such an aircraft provided with an engine compartment, said aircraft comprising an engine housed at least partially in the engine compartment, the engine comprising a nozzle of ejection for at least ejecting gases, said aircraft comprising an exhaust conduit disposed around the ejection nozzle, the exhaust conduit having an open end opening onto the engine compartment, fuel being expelled through said ejection nozzle ejection into the exhaust duct.
  • This process then comprises the following steps: movement of the fuel along a peripheral wall of the exhaust duct towards a guide passing through said end, and harvests said fuel with said guide.
  • the method may include moving fuel from the guide to an engine compartment drainage system.
  • FIG. 1 presents an example of aircraft 1 according to the invention.
  • Such an aircraft 1 comprises a cell 3 in which there is at least one engine compartment 5.
  • the engine compartment 5 is delimited by at least one wall 6, 7, 8, and 9.
  • the wall(s) 6, 7 , 8 and 9 can be fire walls, for example fireproof.
  • the engine compartment 5 is delimited along a longitudinal axis by at least one wall longitudinal 6, 8.
  • the engine compartment 5 is delimited along a transverse axis by at least one transverse wall 7, and vertically at least by a bottom wall 9.
  • the aircraft 1 comprises a wall bottom 9 and a transverse wall 7 which extend between two longitudinal walls 6, 8.
  • the engine compartment 5 may include a usual drainage system 75.
  • This drainage system 75 may comprise at least one orifice 90 made in the bottom wall 9, at least one pipe, at least one inclined plane made in the bottom wall 9, etc.
  • This drainage system 75 has the function of evacuate a liquid to the outside of the engine compartment 5.
  • the aircraft 1 further comprises at least one engine 10.
  • Such an engine 10 is housed at least partially in the engine compartment 5.
  • the engine 10 comprises an engine block 11.
  • This engine block 11 may comprise a power shaft 16, connected to a mechanical power transmission chain 4, possibly by crossing a longitudinal wall 8.
  • This mechanical power transmission chain 4 can set in motion at least one rotor and for example a rotating wing 2.
  • the engine 10 can be a heat engine capable of burning a fuel to set the power shaft 16 in motion.
  • the engine 10 can be a turboshaft engine.
  • the engine block 11 can then include a gas generator provided with a compressor assembly 12, a combustion chamber 13 and an assembly comprising at least one expansion turbine 14 integral in rotation with the compressor assembly 12.
  • the engine 10 can comprise at least one free turbine 15 following the expansion turbine(s) 14. The free turbine(s) 15 are mechanically linked to the power shaft 16.
  • the engine 10 can be a piston engine for example.
  • this engine 10 includes an ejection nozzle 20 for at least ejecting gases resulting from the combustion of the fuel.
  • the ejection nozzle 20 can extend the engine block.
  • the ejection nozzle 20 is located downstream of the free turbine 15 in a direction of circulation of the gases resulting from the combustion of fuel.
  • the ejection nozzle 20 passes through a longitudinal wall 6.
  • the aircraft 1 is provided with an exhaust duct 30.
  • the exhaust duct 30 surrounds the ejection nozzle 20, namely the entire ejection nozzle 20 or part of the ejection nozzle 20.
  • the exhaust duct 30 is independent of the engine 10 and is located outside the engine 10.
  • the exhaust duct 30 can be located outside the engine compartment 5.
  • the exhaust duct 30 surrounds at least part of the ejection nozzle 20 located outside the engine compartment 5.
  • the exhaust conduit 30 extends from an open end 35 opening onto the engine compartment 5 to an open end zone 36. From then on, air present in the compartment 5 can be sucked into the exhaust duct 30.
  • the extremal zone 36 opens onto a medium EXT located outside the aircraft 1.
  • the exhaust conduit 30 may comprise a peripheral wall 31.
  • the peripheral wall 31 delimits an internal volume 33 located inside the exhaust duct 30 and accommodating at least one section of the ejection nozzle 20.
  • the peripheral wall 31 extends in thickness from an external face 32 towards an internal face 34, this internal face 34 facing the ejection nozzle 20.
  • the exhaust duct 30 may be a single piece or may comprise several elements attached to each other.
  • the peripheral wall 31 can be a single piece or can comprise several elements fixed to each other
  • the aircraft 1 also includes a drainage device 40 which has the function of draining a flowing liquid into the exhaust duct 30.
  • the drainage device 40 is provided with a guide 45.
  • This guide 45 is configured to form a channel and collect a liquid 100 flowing along the internal face 34 of the exhaust conduit 30 and escaping through the end 35.
  • the guide 45 can be formed near the end 35.
  • the guide 45 can be arranged following the end 35 facing the liquid 100 leaving the exhaust conduit through this end 35.
  • the liquid 100 leaving the end 35 falls by gravity into the guide 45.
  • the guide 45 is attached, possibly in a sealed manner, to the end 35 or extends partly under the end 35 while being for example placed against a wall 6 of the engine compartment 5 carrying the exhaust duct 30.
  • the guide 45 can then be arranged in the engine compartment 5.
  • the guide 45 has, according to the example illustrated, a shape distinct from an annular shape.
  • the guide 45 includes a gutter 50.
  • the gutter 50 delimits a harvesting space 55.
  • This harvesting space 55 then makes it possible to collect by gravity a liquid 100 flowing on the internal face 34 of the peripheral wall 31 and flowing through the end 35, for predetermined roll and pitch angles of the aircraft.
  • the gutter 50 can rest against the end 35 of the exhaust conduit 30, or under the end 35 to collect by gravity the liquid escaping from the exhaust conduit by trickling through the end 35.
  • the gutter 50 can be fixed to the exhaust duct 30 or to a wall 6 of the engine compartment 30, or can form a single piece with this exhaust duct 30 or this wall 6.
  • the guide 45 can be provided with at least one evacuation orifice 60 in order to evacuate the liquid 100 collected.
  • Such an evacuation orifice 60 can open onto the harvesting space 55 so that a liquid collected in the harvesting space 55 escapes from the harvesting space 55 through this evacuation orifice 60.
  • At least one evacuation orifice 60 can be provided in the gutter 50.
  • the drainage device 40 can be provided with at least one evacuation pipe 65 opening into the harvesting space via an evacuation orifice 60.
  • At least one evacuation pipe 65 is fixed to the gutter 50.
  • the evacuation pipe 65 is optionally fixed to a supporting structure of the aircraft, or even to a wall of the engine compartment 5.
  • the evacuation pipe 65 can carry the gutter 50.
  • At least one evacuation pipe 65 can, if necessary, lead to the drainage system 75.
  • the evacuation pipe 65 can then be hydraulically connected to the drainage system 75.
  • the evacuation pipe 35 can pass through a wall of the engine compartment, for example the bottom wall 9, to join a pipe of the drainage system .
  • the evacuation pipe 65 can open onto an orifice 90 of the drainage system 75.
  • the evacuation pipe 65 opens above an orifice 90 made in a bottom wall 9 of the engine compartment, this orifice 90 being connected to piping of the drainage system 75.
  • the evacuation pipe 65 can lead to a predetermined non-risk area without passing through the drainage system 75.
  • a variant may possibly be favored in order to minimize the total mass of the installation.
  • the drainage device 40 can tend to reduce the risk of fire in particular conditions.
  • this unburned fuel can be moved by gravity towards the engine compartment 5 along the arrow F3.
  • the unburned fuel flows in particular along the peripheral wall 31, and in particular along its internal face 34.
  • the guide 45 makes it possible to collect this unburned fuel according to the arrow F4 before the unburned fuel flows unduly on the walls of the engine compartment 5. If necessary, the unburned fuel is evacuated by gravity by the one or more evacuation pipes 65 then according to the variants of the figures 1 And 3 by the drainage system 75 according to arrow F5. The risks of having unburned fuel resting in the bottom of the engine compartment 5 are therefore reduced.

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Abstract

La présente invention concerne un aéronef (1) muni d'un compartiment moteur (5), ledit aéronef (1) comprenant un moteur (10) logé au moins partiellement dans le compartiment moteur (5), le moteur (10) comprenant une tuyère d'éjection (20) pour au moins éjecter des gaz, ledit aéronef (1) comprenant un conduit d'échappement (30) disposé autour de la tuyère d'éjection (20), le conduit d'échappement (30) ayant une extrémité (35) ouverte débouchant sur le compartiment moteur (5). L'aéronef (1) comporte un dispositif de drainage (40) comprenant un guide (45) coopérant avec le conduit d'échappement (30) pour récolter un liquide (100) coulant le long du conduit d'échappement (30) et s'échappant du conduit d'échappement (30) par ladite extrémité (35).

Description

  • La présente invention concerne un aéronef muni d'un moteur et d'un conduit d'échappement drainé autour d'une tuyère d'éjection du moteur.
  • Un aéronef, et par exemple un giravion, peut comprendre un moteur qui expulse des gaz de combustion par une tuyère d'éjection.
  • Le moteur est usuellement logé dans un compartiment de l'aéronef dénommé « compartiment moteur ». Le compartiment moteur peut être délimité par une ou des parois pare-feu et/ou au moins un capotage.
  • L'aéronef peut alors comprendre un conduit d'échappement ouvert sur le compartiment moteur et sur un milieu extérieur à l'aéronef. Ce conduit d'échappement entoure localement la tuyère d'éjection. Ce conduit d'échappement peut permettre de mélanger les gaz de combustion issus de la tuyère d'éjection d'un moteur avec de l'air frais provenant du compartiment moteur et/ou de diriger les gaz vers des zones préférentielles.
  • En cas d'échec du démarrage du moteur, du carburant non brûlé peut être éjecté dans la tuyère d'éjection. En fonction de l'attitude en tangage et/ou en roulis de l'aéronef, ce carburant non brûlé peut alors tomber par gravité dans le conduit d'échappement puis dans le compartiment moteur.
  • Suite à un démarrage ultérieur, des parois du compartiment moteur peuvent atteindre des températures relativement élevées. La présence de carburant sur ces parois chaudes et d'air dans le compartiment moteur peuvent induire un risque de feu.
  • Dans ce contexte, un compartiment moteur peut être drainé pour évacuer tout liquide inflammable du compartiment moteur.
  • Le document EP 3 932 801 A1 décrit un aéronef muni d'un compartiment moteur. Le compartiment moteur est délimité notamment par un plancher mécanique ignifugé ayant une forme d'entonnoir. Cette forme d'entonnoir converge vers au moins un point de collecte interne. Un tel point de collecte peut comprendre un orifice débouchant sur une tuyauterie de drainage.
  • Le document EP 3798113 A1 est éloigné de l'invention en décrivant un système de propulsion d'avion. Ce système de propulsion comporte une nacelle logeant un moteur et un système de drainage. Le système de drainage comprend une tuyauterie de drainage configurée pour diriger un liquide fuyant d'un composant du moteur vers un réservoir. Une source de liquide sous pression est utilisée pour pressuriser le réservoir et diriger le liquide vers une tuyauterie de sortie.
  • De même, le document FR 3098242 B1 est éloigné de l'invention en décrivant une turbomachine. La turbomachine comprend un carter d'échappement entre une turbine et une tuyère d'éjection de la turbomachine. Le carter d'échappement est entouré par une nacelle par laquelle la turbomachine est fixée à un aéronef. Le carter d'échappement comprend une couronne interne et une couronne externe liées l'une à l'autre par une pluralité de bras structurels. La couronne externe comprend au moins un orifice d'évacuation de liquide débouchant sur un récupérateur de liquide.
  • Le document US 2012/023897 A1 est éloigné de l'invention en ayant trait à un moteur muni de drains.
  • Le document US 2 949 736 A décrit un moteur comprenant une tuyère fixée à une structure conique d'échappement par un joint extensible et un puisard récoltant un fluide fuyant par le joint.
  • Le document US 4 163 366 A décrit un moteur logé dans une nacelle et un orifice de drainage interne.
  • Le document US 6 109 562 A est aussi connu.
  • La présente invention a alors pour objet de proposer un aéronef innovant muni d'un moteur logé dans un compartiment moteur pour éviter le ruissellement de carburant dans le compartiment moteur en cas d'échec du démarrage du moteur.
  • L'invention vise un aéronef muni d'un compartiment moteur, ledit aéronef comprenant un moteur logé au moins partiellement dans le compartiment moteur, le moteur comprenant une tuyère d'éjection pour au moins éjecter des gaz, ledit aéronef comprenant un conduit d'échappement disposé autour de la tuyère d'éjection, le conduit d'échappement ayant une extrémité ouverte débouchant sur le compartiment moteur.
  • L'aéronef comporte un dispositif de drainage comprenant un guide pour récolter un liquide coulant le long du conduit d'échappement et s'échappant du conduit d'échappement par ladite extrémité.
  • Ainsi, le moteur est muni d'une tuyère d'éjection, cette tuyère d'éjection s'étendant en partie dans un conduit d'échappement de l'aéronef. La tuyère d'éjection peut prolonger un bloc moteur du moteur pour évacuer des gaz sortant de ce bloc moteur. Le conduit d'échappement est donc de fait indépendant du moteur et est situé en dehors du moteur. Ce conduit d'échappement n'est donc pas assimilable à une partie interne d'un moteur. Le conduit d'échappement peut être situé en dehors du compartiment moteur, la tuyère d'éjection traversant une paroi délimitant le compartiment moteur pour rejoindre l'espace délimité par le conduit d'échappement. La tuyère d'éjection peut ne pas être en contact avec le conduit d'échappement.
  • Dès lors, le guide permet de récolter un liquide qui s'écoule éventuellement dans le conduit d'échappement en allant vers le compartiment moteur.
  • En particulier, en cas d'échec du démarrage du moteur, du carburant non brûlé peut être expulsé dans la tuyère d'éjection et peut tomber dans le conduit d'échappement par gravité. Ce conduit d'échappement est une tuyère secondaire, et n'est pas à confondre avec une nacelle d'un moteur d'avion. Dès lors, en fonction de l'inclinaison de l'aéronef en tangage et/ou en roulis, le carburant non brûlé peut s'écouler vers le compartiment moteur en glissant par gravité le long d'une paroi périphérique du conduit d'échappement.
  • Dès lors, le guide récolte ce carburant non brûlé à sa sortie par l'extrémité du conduit d'échappement. Le carburant est ainsi canalisé avant de ruisseler sur des parois du compartiment moteur, voire est évacué dans une zone prédéterminée. Dès lors, les risques de ruissellement du carburant non brûlé dans le compartiment moteur sont de fait réduits.
  • Ainsi, au sein d'un aéronef susceptible de conduire du carburant non brûlé dans le compartiment moteur en raison notamment de son inclinaison, l'invention peut limiter les risques de ruissellement non désiré, en particulier suite à un échec de démarrage du moteur par exemple par temps froid.
  • L'invention s'avère en outre relativement simple et peut être aisément implémentée sur un aéronef existant muni d'un conduit d'échappement autour d'une tuyère d'un moteur.
  • L'aéronef peut de plus comporter une ou plusieurs des caractéristiques qui suivent.
  • Selon une possibilité, le guide peut être agencé à la suite de ladite extrémité au regard d'un liquide ruisselant du conduit d'échappement vers le guide, le guide récoltant par gravité le liquide s'échappant du conduit d'échappement par ladite extrémité pour des angles de roulis et de tangage de l'aéronef prédéterminés.
  • Le liquide, et le cas échéant le carburant coulant le long du conduit d'échappement est ainsi récolté avant de ruisseler sur des parois du compartiment moteur.
  • Selon une possibilité compatible avec les précédentes, le guide peut être situé dans le compartiment moteur.
  • Selon une possibilité compatible avec les précédentes, le guide peut avoir une forme distincte d'une forme annulaire. Le guide ne s'étend alors pas à 360 degrés autour d'un axe.
  • Selon une possibilité compatible avec les précédentes, le guide peut être accolé à l'extrémité ou peut s'étendre en partie sous l'extrémité, voire peut s'étendre en partie sous l'extrémité en étant disposé contre une paroi délimitant le compartiment moteur et portant le conduit d'échappement.
  • Selon une possibilité compatible avec les précédentes, le guide peut comporter une gouttière délimitant un espace de récolte, ledit espace de récolte étant configuré pour recueillir ledit liquide.
  • Le terme « gouttière » désigne un réceptacle apte à récolter le liquide s'échappant du conduit d'échappement par son extrémité.
  • La gouttière récolte par gravité un liquide ruisselant sur le conduit d'échappement, pour l'acheminer vers une zone prédéterminée, en particulier pour des angles d'attitude de l'aéronef prédéterminés.
  • Eventuellement, la gouttière peut être fixée au conduit d'échappement, par exemple via des moyens de collage, de rivetage, de vissage et/ou via une soudure. Alternativement, la gouttière peut former une pièce monobloc avec le conduit d'échappement.
  • Alternativement, la gouttière peut être fixée à une paroi délimitant le compartiment moteur, par exemple via des moyens de collage, de rivetage, de vissage et/ou via une soudure.
  • Selon une possibilité compatible avec les précédentes, le dispositif de drainage peut comporter au moins un orifice d'évacuation, débouchant le cas échéant sur l'espace de récolte, pour évacuer le liquide.
  • Le guide peut permettre ainsi de récolter le liquide coulant dans le conduit d'échappement en direction du compartiment moteur, puis l'évacue dans une zone prédéterminée non dangereuse via au moins un orifice d'évacuation.
  • Par exemple, le guide pouvant comprendre une gouttière, l'orifice d'évacuation peut être ménagé sur la gouttière.
  • La gouttière dirige par gravité un liquide ruisselant sur le conduit d'échappement, vers l'orifice d'évacuation, en particulier pour des angles d'attitude de l'aéronef prédéterminés.
  • Selon une possibilité compatible avec les précédentes, le dispositif de drainage peut comporter une tuyauterie d'évacuation, par exemple rigide et/ou débouchant sur le guide.
  • Le terme « tuyauterie » désigne un équipement pouvant comprendre un ou plusieurs tuyaux. Le terme « rigide » signifie que la tuyauterie d'évacuation ne peut être tordue manuellement.
  • Le liquide peut alors être évacué vers une zone non dangereuse voire en dehors de l'aéronef via au moins la tuyauterie d'évacuation.
  • Par exemple, le guide pouvant comprendre une gouttière, la tuyauterie d'évacuation peut être fixée à la gouttière, voire peut porter la gouttière.
  • Le dispositif de drainage peut comprendre des organes de fixation usuels pour immobiliser la tuyauterie de drainage par rapport à une structure de l'aéronef.
  • Eventuellement, la tuyauterie d'évacuation peut déboucher directement sur une zone non dangereuse voire en dehors de l'aéronef.
  • Alternativement, l'aéronef pouvant comprendre un système de drainage pour drainer le compartiment moteur, la tuyauterie d'évacuation peut déboucher sur le système de drainage.
  • Le dispositif de drainage peut ainsi permettre d'évacuer le carburant non brûlé présent dans le conduit d'échappement en utilisant le système de drainage du compartiment moteur, mais sans ruissèlement dans le compartiment moteur.
  • Ainsi, la tuyauterie d'évacuation peut déboucher sur le système de drainage en étant connectée à ce système de drainage existant. Selon un autre exemple, la tuyauterie d'évacuation peut déboucher au dessus d'un orifice d'un tel système de drainage existant pour diriger par gravité le liquide drainé dans le système de drainage.
  • Outre un aéronef, l'invention vise aussi un procédé de protection contre un risque de feu d'un tel aéronef muni d'un compartiment moteur, ledit aéronef comprenant un moteur logé au moins partiellement dans le compartiment moteur, le moteur comprenant une tuyère d'éjection pour au moins éjecter des gaz, ledit aéronef comprenant un conduit d'échappement disposé autour de la tuyère d'éjection, le conduit d'échappement ayant une extrémité ouverte débouchant sur le compartiment moteur, du carburant étant expulsé par ladite tuyère d'éjection dans le conduit d'échappement.
  • Ce procédé comporte alors les étapes suivantes : déplacement du carburant le long d'une paroi périphérique du conduit d'échappement vers un guide en passant par ladite extrémité, et récolte avec ledit guide dudit carburant.
  • Le procédé peut comporter un déplacement du carburant du guide vers un système de drainage du compartiment moteur.
  • L'invention et ses avantages apparaîtront avec plus de détails dans le cadre de la description qui suit avec des exemples donnés à titre illustratif en référence aux figures annexées qui représentent :
    • la figure 1, une vue en coupe schématique d'un aéronef selon l'invention avec un dispositif de drainage connecté à un système de drainage,
    • la figure 2, une vue isométrique schématique d'un guide selon l'invention,
    • la figure 3, une vue en coupe schématique d'un aéronef selon l'invention avec un dispositif de drainage débouchant sur un orifice d'un système de drainage, et
    • la figure 4, une vue en coupe schématique d'un aéronef selon l'invention avec un dispositif de drainage débouchant sur une zone prédéterminée.
  • Les éléments présents dans plusieurs figures distinctes sont affectés d'une seule et même référence.
  • La figure 1 présente un exemple d'aéronef 1 selon l'invention.
  • Un tel aéronef 1 selon l'invention comprend une cellule 3 dans laquelle se trouve au moins un compartiment moteur 5. Le compartiment moteur 5 est délimité par au moins une paroi 6, 7, 8, et 9. La ou les parois 6, 7, 8 et 9 peuvent être des parois anti-feu, par exemple ignifugées. Par exemple, le compartiment moteur 5 est délimité selon un axe longitudinal par au moins une paroi longitudinale 6, 8. Par exemple, le compartiment moteur 5 est délimité selon un axe transversal par au moins une paroi transversale 7, et verticalement au moins par une paroi de fond 9. Selon l'exemple illustré, l'aéronef 1 comporte une paroi de fond 9 et une paroi transversale 7 qui s'étendent entre deux parois longitudinales 6, 8.
  • Eventuellement, le compartiment moteur 5 peut comprendre un système de drainage 75 usuel. Ce système de drainage 75 peut comprendre au moins un orifice 90 ménagé dans la paroi de fond 9, au moins une tuyauterie, au moins un plan incliné ménagé dans la paroi de fond 9... Ce système de drainage 75 a pour fonction d'évacuer un liquide vers l'extérieur du compartiment moteur 5.
  • L'aéronef 1 comprend en outre au moins un moteur 10. Un tel moteur 10 est logé au moins partiellement dans le compartiment moteur 5. Par exemple, le moteur 10 comporte un bloc moteur 11. Ce bloc moteur 11 peut comprendre un arbre de puissance 16, connecté à une chaîne mécanique de transmission de puissance 4, possiblement en traversant une paroi longitudinale 8. Cette chaîne mécanique de transmission de puissance 4 peut mettre en mouvement au moins un rotor et par exemple une voilure tournante 2.
  • Le moteur 10 peut être un moteur thermique apte à brûler un carburant pour mettre en mouvement l'arbre de puissance 16.
  • Selon une possibilité, le moteur 10 peut être un turbomoteur. Par exemple, le bloc moteur 11 peut alors comporter un générateur de gaz pourvu d'un ensemble compresseur 12, d'une chambre de combustion 13 et d'un ensemble comprenant au moins une turbine de détente 14 solidaire en rotation de l'ensemble compresseur 12. De plus, le moteur 10 peut comprendre au moins une turbine libre 15 suite à la ou les turbines de détente 14. La ou les turbines libres 15 sont mécaniquement liées à l'arbre de puissance 16.
  • Alternativement, le moteur 10 peut être un moteur à pistons par exemple.
  • Indépendamment de la nature du moteur 10, ce moteur 10 comporte une tuyère d'éjection 20 pour au moins éjecter des gaz résultant de la combustion du carburant. La tuyère d'éjection 20 peut prolonger le bloc moteur. Par exemple, la tuyère d'éjection 20 se trouve en aval de la turbine libre 15 selon un sens de circulation des gaz résultant de la combustion de carburant. Par exemple, la tuyère d'éjection 20 traverse une paroi longitudinale 6.
  • De plus, l'aéronef 1 est pourvu d'un conduit d'échappement 30. Le conduit d'échappement 30 entoure la tuyère d'éjection 20, à savoir toute la tuyère d'éjection 20 ou une partie de la tuyère d'éjection 20. De fait, le conduit d'échappement 30 est indépendant du moteur 10 et est situé en dehors du moteur 10. Tel qu'illustré, le conduit d'échappement 30 peut être situé en dehors du compartiment moteur 5. Par exemple, le conduit d'échappement 30 entoure au moins une partie de la tuyère d'éjection 20 située en dehors du compartiment moteur 5.
  • Le conduit d'échappement 30 s'étend d'une extrémité 35 ouverte débouchant sur le compartiment moteur 5 jusqu'à une zone extrémale 36 ouverte. Dès lors, de l'air présent dans le compartiment 5 peut être aspiré dans le conduit d'échappement 30. Par exemple, la zone extrémale 36 débouche sur un milieu EXT situé à l'extérieur de l'aéronef 1.
  • Par ailleurs, le conduit d'échappement 30 peut comprendre une paroi périphérique 31. La paroi périphérique 31 délimite un volume interne 33 situé à l'intérieur du conduit d'échappement 30 et accueillant au moins un tronçon de la tuyère d'éjection 20.
  • La paroi périphérique 31 s'étend en épaisseur d'une face externe 32 vers une face interne 34, cette face interne 34 étant en regard de la tuyère d'éjection 20.
  • Le conduit d'échappement 30 peut être une pièce monobloc ou peut comprendre plusieurs éléments fixés les uns aux autres. Ainsi, la paroi périphérique 31 peut être une pièce monobloc ou peut comprendre plusieurs éléments fixés les uns aux autres
  • L'aéronef 1 comporte par ailleurs un dispositif de drainage 40 qui a pour fonction de drainer un liquide ruisselant dans le conduit d'échappement 30.
  • Le dispositif de drainage 40 est muni d'un guide 45. Ce guide 45 est configuré pour former une rigole et récolter un liquide 100 coulant le long de la face interne 34 du conduit d'échappement 30 et s'en échappant par l'extrémité 35.
  • A cet effet, le guide 45 peut être formé à proximité de l'extrémité 35. Le guide 45 peut être agencé à la suite de l'extrémité 35 au regard du liquide 100 sortant du conduit d'échappement par cette extrémité 35. Autrement dit, le liquide 100 sortant de l'extrémité 35 tombe par gravité dans le guide 45. Par exemple, le guide 45 est accolé, éventuellement de manière étanche, à l'extrémité 35 ou s'étend en partie sous l'extrémité 35 en étant par exemple disposé contre une paroi 6 du compartiment moteur 5 portant le conduit d'échappement 30.
  • Le guide 45 peut alors être agencé dans le compartiment moteur 5.
  • Le guide 45 a selon l'exemple illustré une forme distincte d'une forme annulaire.
  • Par exemple, le guide 45 comporte une gouttière 50.
  • Par suite, la gouttière 50 délimite un espace de récolte 55.
  • Cet espace de récolte 55 permet alors de recueillir par gravité un liquide 100 ruisselant sur la face interne 34 de la paroi périphérique 31 et s'écoulant par l'extrémité 35, pour des angles de roulis et de tangage prédéterminés de l'aéronef.
  • La gouttière 50 peut être en appui contre l'extrémité 35 du conduit d'échappement 30, ou sous l'extrémité 35 pour recueillir par gravité le liquide s'échappant du conduit d'échappement par ruissellement par l'extrémité 35.
  • En particulier, la gouttière 50 peut être fixée au conduit d'échappement 30 ou à une paroi 6 du compartiment moteur 30, ou peut former une pièce monobloc avec ce conduit d'échappement 30 ou cette paroi 6.
  • La figure 2 présente une gouttière 50.
  • En référence à la figure 1, le guide 45 peut être pourvu d'au moins un orifice d'évacuation 60 afin d'évacuer le liquide 100 récolté. Un tel orifice d'évacuation 60 peut déboucher sur l'espace de récolte 55 afin qu'un liquide récolté dans l'espace de récolte 55 s'échappe de l'espace de récolte 55 par cet orifice d'évacuation 60.
  • Ainsi, au moins un orifice d'évacuation 60 peut être ménagé dans la gouttière 50.
  • Eventuellement, le dispositif de drainage 40 peut être pourvu d'au moins une tuyauterie d'évacuation 65 débouchant sur l'espace de récolte via un orifice d'évacuation 60.
  • Ainsi, au moins une tuyauterie d'évacuation 65 est fixée à la gouttière 50. La tuyauterie d'évacuation 65 est fixée éventuellement à une structure porteuse de l'aéronef, voire à une paroi du compartiment moteur 5. La tuyauterie d'évacuation 65 peut porter la gouttière 50.
  • Selon un autre aspect, au moins une tuyauterie d'évacuation 65 peut le cas échéant déboucher sur le système de drainage 75.
  • Selon l'exemple de la figure 1, la tuyauterie d'évacuation 65 peut alors être connectée hydrauliquement au système de drainage 75. Eventuellement, la tuyauterie d'évacuation 35 peut traverser une paroi du compartiment moteur, par exemple la paroi de fond 9, pour rejoindre une tuyauterie du système de drainage.
  • Selon l'exemple de la figure 3, la tuyauterie d'évacuation 65 peut déboucher sur un orifice 90 du système de drainage 75. Par exemple, la tuyauterie d'évacuation 65 débouche au dessus d'un orifice 90 ménagé dans une paroi de fond 9 du compartiment moteur, cet orifice 90 étant relié à une tuyauterie du système de drainage 75.
  • Selon une autre variante, la tuyauterie d'évacuation 65 peut déboucher sur une zone prédéterminée non risquée sans passer par le système de drainage 75.
  • Une variante peut éventuellement être privilégiée afin de minimiser la masse totale de l'installation.
  • Dans ces conditions, le dispositif de drainage 40 peut tendre à réduire les risques de feu dans des conditions particulières.
  • Le démarrage d'un moteur 5 peut échouer pour de multiples raisons. Dans ce cas de figure, du carburant non brûlé peut être expulsé dans la tuyère d'éjection 20 selon la flèche F1. Ce carburant non brûlé peut ensuite tomber par gravité dans le conduit d'échappement 30 selon la flèche F2.
  • En fonction de l'angle de tangage et de roulis de l'aéronef 1, ce carburant non brûlé peut être déplacé par gravité en direction du compartiment moteur 5 selon la flèche F3.
  • Le carburant non brûlé coule en particulier le long de la paroi périphérique 31, et en particulier le long de sa face interne 34.
  • Dès lors, le guide 45 permet de récolter ce carburant non brûlé selon la flèche F4 avant que le carburant non brûlé ne ruisselle indument sur des parois du compartiment moteur 5. Le cas échéant, le carburant non brûlé est évacué par gravité par la ou les tuyauteries d'évacuation 65 puis selon les variantes des figures 1 et 3 par le système de drainage 75 selon la flèche F5. Les risques d'avoir du carburant non brûlé reposant dans le fond du compartiment moteur 5 sont donc réduits.
  • Naturellement, la présente invention est sujette à de nombreuses variations quant à sa mise en oeuvre. Bien que plusieurs modes de réalisation aient été décrits, on comprend bien qu'il n'est pas concevable d'identifier de manière exhaustive tous les modes possibles. Il est bien sûr envisageable de remplacer un moyen décrit par un moyen équivalent sans sortir du cadre de la présente invention et des revendications.

Claims (16)

  1. Aéronef (1) muni d'un compartiment moteur (5), ledit aéronef (1) comprenant un moteur (10) logé au moins partiellement dans le compartiment moteur (5), le moteur (10) comprenant une tuyère d'éjection (20) pour au moins éjecter des gaz, ledit aéronef (1) comprenant un conduit d'échappement (30) disposé autour de la tuyère d'éjection (20), le conduit d'échappement (30) ayant une extrémité (35) ouverte débouchant sur le compartiment moteur (5),
    caractérisé en ce que ledit aéronef (1) comporte un dispositif de drainage (40) comprenant un guide (45) pour récolter un liquide (100) coulant le long du conduit d'échappement (30) et s'échappant du conduit d'échappement (30) par ladite extrémité (35), ledit dispositif de drainage (40) comportant au moins un orifice d'évacuation (60) pour évacuer ledit liquide (100).
  2. Aéronef selon la revendication 1,
    caractérisé en ce que ledit guide (45) est agencé à la suite de ladite extrémité (35) au regard dudit liquide (100) ruisselant du conduit d'échappement vers le guide (45), le guide (45) récoltant par gravité le liquide (100) s'échappant du conduit d'échappement (30) par ladite extrémité (35) pour des angles de roulis et de tangage de l'aéronef (1) prédéterminés.
  3. Aéronef selon l'une quelconque des revendications 1 à 2,
    caractérisé en ce que ledit guide (45) est agencé dans le compartiment moteur.
  4. Aéronef selon l'une quelconque des revendications 1 à 3,
    caractérisé en ce que ledit guide (45) comporte une gouttière (50) délimitant un espace de récolte (55), ledit espace de récolte (55) étant configuré pour recueillir ledit liquide (100).
  5. Aéronef selon la revendication 4,
    caractérisé en ce que ladite gouttière (50) est fixée au conduit d'échappement (30) ou forme une pièce monobloc avec le conduit d'échappement (30).
  6. Aéronef selon l'une quelconque des revendications 1 à 5,
    caractérisé en ce que ledit guide (45) comprenant une gouttière (50), ledit orifice d'évacuation (60) est ménagé sur la gouttière (50).
  7. Aéronef selon l'une quelconque des revendications 1 à 6,
    caractérisé en ce que le dispositif de drainage (40) comporte une tuyauterie d'évacuation (65).
  8. Aéronef selon la revendication 7,
    caractérisé en ce que ledit guide (45) comprenant une gouttière (50), ladite tuyauterie d'évacuation (65) est fixée à la gouttière (50).
  9. Aéronef selon l'une quelconque des revendications 7 à 8,
    caractérisé en ce que ledit aéronef (1) comprend un système de drainage (75) pour drainer le compartiment moteur (5), ladite tuyauterie d'évacuation (65) débouchant sur le système de drainage (75).
  10. Aéronef selon l'une quelconque des revendications 1 à 9,
    caractérisé en ce que ledit conduit d'échappement (30) est indépendant du moteur (10) et est situé en dehors du moteur (10).
  11. Aéronef selon l'une quelconque des revendications 1 à 10,
    caractérisé en ce que ledit conduit d'échappement (30) est situé en dehors du compartiment moteur (5), ladite tuyère d'éjection (20) traversant une paroi délimitant le compartiment moteur (5).
  12. Aéronef selon l'une quelconque des revendications 1 à 11,
    caractérisé en ce que ledit moteur (10) comporte un bloc moteur prolongé par ladite tuyère d'éjection (20).
  13. Aéronef selon l'une quelconque des revendications 1 à 12,
    caractérisé en ce que ledit guide (45) a une forme distincte d'une forme annulaire.
  14. Aéronef selon l'une quelconque des revendications 1 à 13,
    caractérisé en ce que ledit guide (45) est accolé à l'extrémité (35) ou s'étend en partie sous l'extrémité (35), ou s'étend en partie sous l'extrémité (35) en étant disposé contre une paroi (6) délimitant le compartiment moteur (5) et portant le conduit d'échappement (30).
  15. Procédé de protection contre un risque de feu d'un aéronef (1) muni d'un compartiment moteur (5), ledit aéronef (1) comprenant un moteur (10) logé au moins partiellement dans le compartiment moteur (5), le moteur (10) comprenant une tuyère d'éjection (20) pour au moins éjecter des gaz, ledit aéronef (1) comprenant un conduit d'échappement (30) disposé autour de la tuyère d'éjection (20), le conduit d'échappement (30) ayant une extrémité (35) ouverte débouchant sur le compartiment moteur (5), du carburant étant expulsé par ladite tuyère d'éjection (20) dans le conduit d'échappement (30),
    au cours duquel, le procédé comporte les étapes suivantes : déplacement (F3) dudit carburant le long d'une paroi périphérique (31) du conduit d'échappement (30) vers un guide (45) en passant par ladite extrémité (35), et récolte (F4) avec ledit guide dudit carburant (100).
  16. Procédé selon la revendication 15,
    au cours duquel, le procédé comporte un déplacement dudit carburant (100) du guide vers un système de drainage (75) du compartiment moteur (5).
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